原子核的组成-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

第五章原子核1．原子核的组成课前预习反馈

知识点

11.放射性物质__________的性质。2．放射性元素具有________的元素。3．天然放射现象放射性元素自发地__________的现象。天然放射现象发射射线放射性放出射线『判一判』(1)天然放射现象的发现揭示了原子核还可再分。(

)(2)原子序数大于83的元素都是放射性元素。(

)√√『选一选』以下事实可作为“原子核可再分”的依据的是(

)A．天然放射现象

B．α粒子散射实验C．电子的发现

D．康普顿效应答案：A解析：贝克勒尔发现了天然放射现象，说明原子核也是有着复杂的结构的，揭示了原子核还可再分；卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型；J.J.汤姆孙发现了电子，说明原子可再分；康普顿效应说明光子既有能量也有动量，不能说明原子核可再分，故本题应选A。知识点

21.α射线它是高速______流，速度约为光速的_______，穿透能力______，电离作用比较强。2．β射线它是高速______流，速度可达光速的_______，穿透能力______，电离作用______。3．γ射线它是能量很高的________，穿透能力很强，电离作用______。三种射线的本质及特征氦核较差电子99%较强较弱电磁波很弱知识点

31.质子的发现原子核的组成2．中子的发现3．原子核的组成(1)原子核由______和______组成，组成原子核的______和______统称为核子。(2)质子带一个单位的____电荷，中子不带电，质子和中子质量几乎______，都等于一个质量单位。(3)核电荷数＝质子数(Z)＝元素的__________＝核外电子数。4．同位素质子中子质子中子正相等原子序数质子数中子数同一位置『判一判』(3)γ射线是光子流，是能量很高的电磁波。(

)(4)同一元素的两种同位素具有相同的质量数。(

)(5)质子和中子都不带电，是原子核的组成成分，统称为核子。(

)(6)原子核的电荷数就是核内的质子数，也就是这种元素的原子序数。(

)√××√『想一想』关于原子核内部信息的研究，最早来自矿物的天然放射现象。那么，人们是怎样从破解天然放射现象入手，一步步揭开了原子核秘密的呢？提示：首先在1896年，贝克勒尔发现了天然放射现象，说明原子核是可以再分的。然后在1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，发现了质子，说明质子是原子核的组成部分，再后来在1932年，查德威克用α粒子轰击铍原子核，发现了中子，说明中子是原子核的组成部分，由此，一步步揭开了原子核的秘密。课内互动探究探究

天然放射现象要点提炼1.天然放射现象(1)发现者1896年，法国物理学家贝克勒尔。(2)放射性铀和含铀的矿物质都能够放出看不见的射线，这种射线可以使包在黑纸里的照相底片感光。物体放射出射线的性质叫作放射性。(3)放射性元素放射性并不是少数几种元素才有的，研究发现，原子序数大于或等于83的所有元素，都能自发地放出射线，原子序数小于83的元素，有的也具有放射性，这种自发地放出射线的现象叫作天然放射现象，现在用人工的方法也可以制造放射性同位素。2．三种射线的比较种类α射线β射线γ射线贯穿本领最弱用纸能挡住较强穿透几毫米的铝板最强穿透几厘米的铅板对空气的电离作用很强较弱很弱在云室中的径迹粗、短、直细、较长、曲折最长通过胶片感光感光感光(1)如果一种元素具有放射性，那么不论它是以单质的形式存在，还是以某种化合物的形式存在，放射性都不受影响。也就是说，放射性与元素存在的状态无关，放射性仅与原子核有关。因此，原子核不是组成物质的最小微粒，原子核也存在着一定结构。(2)β射线的电子是从原子核中放出来的，并不是从原子核外的电子中放出来的。典例剖析1．如图所示，铅盒中的放射性物质从小孔中不断向外辐射含有α、β、γ三种射线的放射线(α射线的速度为0.1c，β射线的速度约为0.99c)，空间未加电场和磁场时，右边荧光屏M上仅在其中心O处有一光斑，若在该空间施加如图所示的互相垂直的匀强电场和匀强磁场后，荧光屏上显示出了两个亮点，关于此时各种射线在荧光屏上的分布情况，以下说法正确的是(

)A．可能是α、γ射线打在O点，β射线打在O点上方的某一点B．可能是α、γ射线打在O点，β射线打在O点下方的某一点C．可能是β、γ射线打在O点，α射线打在O点上方的某一点D．可能是β射线打在O点，α、γ射线打在O点下方的某一点答案：B解析：因γ射线不带电，一定打在O点；若α粒子打到O点，则有Eq＝Bvαq，由于vα＝0.1c，vβ＝0.99c，对β粒子，必有Eq<Bvβq，β粒子打在O点下方的某一点，故A、D错误，B正确；若β粒子打到O点，则有Eq＝Bvβq，因vα<vβ，则有Eq>Bvαq，α粒子必定向下偏转，打到O点下方的某一点，故C错误。

如图所示是用来监测在核电站工作的人员受到辐射情况的胸章，通过照相底片被射线感光的区域，可以判断工作人员受到了何种辐射。当胸章上1mm铝片和3mm铝片下的照相底片被感光，而5mm铅片下的照相底片未被感光时，工作人员受到辐射的射线可能是(

)对点训练❶A．α射线和β射线B．α射线和γ射线C．β射线和γ射线D．α射线、β射线和γ射线答案：A解析：α射线的贯穿本领弱，在空气中只能前进几厘米，用一张纸就能把它挡住；β射线的贯穿本领较强，能穿透黑纸和几毫米厚的铝板；γ射线的贯穿本领更强，能穿透几厘米厚的铅板。由于本题中射线能穿透1mm的铝片和3mm的铝片，但不能穿透铅片，故一定不含γ射线，但一定含有β射线，可能含有α射线，故A正确。探究

原子核的组成要点提炼2．质子的发现(1)实验：1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子，如图所示为α粒子轰击氮原子核的示意图。(2)质子：质子就是氢原子核，用p表示，质子是原子核的组成部分。(3)质子的质量：mp＝1.672621898×10－27kg≈1.67×10－27kg。(4)质子的电荷量：q＝1.6×10－19C。3．中子的发现(1)卢瑟福的预言：卢瑟福发现了质子，预言了中子的存在，1932年卢瑟福的学生查德威克通过实验证实了这个猜想。(2)查德威克实验：如图为查德威克实验示意图，用天然放射性元素钋(Po)放射的α射线轰击铍时会产生粒子流A，用粒子流A轰击石蜡时，会打出粒子流B。①该实验中粒子流A是中子流；②该实验中粒子流B是质子流。(3)中子：中子不带电，用n表示，其质量mn＝1.674927471×10－27kg≈1.67×10－27kg说明：中子与质子的质量非常接近，两者都是原子核的组成部分，统称为核子。4．对核子数、电荷数、质量数的理解(1)核子数：质子和中子质量差别非常微小，二者统称为核子，质子数和中子数之和叫核子数。(2)电荷数(Z)：原子核所带的电荷总是质子电荷的整数倍，通常用这个整数表示原子核的电荷量，叫作原子核的电荷数。(3)质量数(A)：原子核的质量等于核内质子和中子的质量的总和，而质子与中子质量几乎相等，所以原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个整数叫作原子核的质量数。5．同位素原子核内的质子数决定了核外电子的数目，进而也决定了元素的化学性质，同种元素的质子数相同，核外电子数也相同，所以有相同的化学性质，但它们的中子数可以不同，所以它们的物理性质不同。把具有相同质子数、不同中子数的原子互称为同位素。(1)β射线是原子核变化时产生的，电子并不是原子核的组成部分。(2)同位素的化学性质相同，但物理性质不同。典例剖析2．下列关于原子核的相关说法中正确的是(

)A．天然放射现象的发现说明了原子核是可以再分的B．原子核的电荷数不是它的电荷量，但质量数是它的质量C．卢瑟福通过实验发现了质子和中子答案：A

下列说法正确的是(

)对点训练❷C．同一元素的两种同位素具有相同的质量数D．同一元素的两种同位素具有不同的中子数答案：D解析：钍核的质量数为234，质子数为90，故A错误；铍核的质子数为4，中子数为5，故B错误；同位素的质子数相同而中子数不同，即质量数也不同，故C错误，D正确。核心素养提升原子核的“数”与“量”的辨析技巧(1)核电荷数与原子核的电荷量是不同的，组成原子核的质子的电荷量都是相同的，所以原子核的电荷量一定是质子电荷量的整数倍，我们把核内的质子数叫核电荷数，而这些质子所带电荷量的总和才是原子核的电荷量。(2)原子核的质量数与质量是不同的，也与元素的原子量不同。原子核内质子和中子的总数叫作核的质量数，原子核的质量等于质子和中子的质量的总和。(3)基本关系：核电荷数＝质子数(Z)＝元素的原子序数＝核外电子数。质量数(A)＝核子数＝质子数＋中子数。

在元素周期表中查到铅的原子序数为82，一个铅原子质量数为207，下列说法正确的是(

)A．核外有82个电子，核内有207个质子B．核外有82个电子，核内有82个质子C．核内有82个质子，207个中子D．核内有125个核子答案：B解析：铅原子的原子序数为82，则一个原子中有82个质子，由于原子是呈电中性的，则核外有82个电子。根据质量数等于质子数与中子数之和可知，铅原子核的中子数为207－82＝125，故B正确。案例课堂达标检测一、天然放射现象1．(2023·江西抚州高二期末)在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。下列说法不符合历史事实的是(

)A．玻尔将量子观念引入原子领域并解释了氢原子的光谱特征B．贝克勒尔通过对天然放射性的研究，揭示了原子核有复杂的结构C．爱因斯坦为解释光电效应现象而提出了光子说D．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子的“枣糕模型”答案：D解析：玻尔将量子观念引入原子领域，成功解释了氢原子光谱的特征，故A正确；天然放射现象首先由贝克勒尔发现，他的发现说明原子核具有复杂结构，故B正确；爱因斯坦提出了光子说，成功解释了光电效应的规律，故C正确；卢瑟福通过α粒子散射实验，根据粒子的偏转情况，提出了原子的核式结构模型，故D错误。二、三种射线的本质及特征2．在贝克勒尔发现天然放射现象后，人们对射线的性质进行了深入的研究，发现α、β、γ射线的穿透本领不同。如图为这三种射线穿透能力的比较，图中射线①②③分别是(

)A．γ、β、α B．β、γ、αC．α、β、γ D．γ、α、β答案：C解析：α射线穿透能力最弱，不能穿透黑纸，故①为α射线，γ射线穿透能力最强，能穿透黑纸，铝板和铅板，故③为γ射线，β射线穿透能力较强，能穿透黑纸和铝板，故②是β射线，故C正确。3．关于α、β、γ三种射线，下列说法正确的是(

)A．γ射线是波长最长的电磁波，它的穿透能力最强B．γ射线一般伴随着α或β射线产生，它的穿透能力最强C．α射线是氦核流，它的电离作用最弱D．β射线是电子流，它是原子核的组成部分答案：B解析：γ射线一般伴随着α或β射线产生，其波长很短，频率很高，它的穿透能力最强，故A错误，B正确；α射线是氦核流，它的电离作用最强，故C错误；β射线是电子流，它并不是原子核的组成部分，故D错误。4．如图所示，某天然放射性元素放出的α、β、γ三种射线同时射入互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，射入时速度方向和电场、磁场方向都垂直，进入场区后发现β射线和γ射线都沿直线前进，则α射线(

)A．向右偏 B．向左偏C．直线前进 D．无法判断答案